选择输出电容应考虑到两点。一是输出电容的容值;二是输出电容的等效串联电阻(ESR)。电容应具有一定的容值,以确保输出的稳定。ESR 必须足够低,以降低输出电压的纹波。参考公式2。输出电容的ESR大小取决于能接受的输出纹波电压。降压控制器的纹波电压大小大约等于输出电容的ESR乘以电感的纹波电流。
实际选取电容时,除了与满足低ESR要求所需要的物理尺寸有关外,还与电容器的化学类型有关。因此,通常在选择电容时,首先应考虑的是ESR和额定电压值,而不是容值的大小(这一原则是用于钽、OS-CON和其他类型的电解电容)。
(2)
同时,电容的ESR还不能太低,必须保证ESR足够高以满足稳定性的要求,还应保证ESR零点远低于开关频率。鉴于陶瓷电容的低ESR特性,很多应用中都推荐采用。
3 输入电容的选择
输入电容可以降低电源侧的电流尖峰以及IC的开关噪声。输入电容的阻抗应尽可能小。建议采用陶瓷电容,因为陶瓷电容具有很小的尺寸以及很低的ESR。
4 整流二极管
对于非同步整流的DC/DC转换器,整流二极管的压降上将产生比较大的功率损耗,因此,为了提高效率,应该选择具有超低正向压降的肖特基二极管。
图2 MAX8640Z针对手机应用中SDRAM供电的应用电路
图2给出了MAX8640Z针对手机应用中SDRAM供电的应用电路,该电路设计能够输出1.8V电压,可提供100mA的最大输出电流。电容选择Taiyo Yuden的LB1608T1R0M或LBMF1608T1R0M,输入/输出电容选择TDK的C1005X5R0J105K,所有器件所占的总面积等于 2mm×2.1mm(SC70的尺寸)+1.6mm×0.8mm(电感的尺寸)+2×1.0mm×0.5mm(输入/输出电容的尺寸)=6.48mm2,比现有解决方案节省超过25%的面积。
结论
DC/DC转换器的外围元件选取,直接关系到电路的电气性能(包括电压输出纹波、输出带载能力、功耗)、体积、成本等多方面因素。因此必须在设计初期就应该对电源的要求有清晰的了解,为设计留下充足的余量。